JP5002506B2 - カメラシステム - Google Patents

Description

本発明は、カメラシステムに関し、特に、撮影画像上の領域にマスクする機能を有するカメラシステムに関する。

監視カメラなどのカメラシステムにおいて、プライバシー保護などのために表示したくない対象にマスキングを行う技術が知られている。例えば、第１のフレーム画像におけるマスク位置を考慮して、第１のフレーム画像の次のフレーム画像におけるマスク位置を補正する技術が知られている（特許文献１）。

特開２００４−１４６８９０号公報 特開２００４−１５３６２号公報 特開２００１−６９４９４号公報 特開平８−５１６１１号公報 特開２００１−６１１３７号公報 特開２００６−８６７１４号公報 特開２００６−１０９５０７号公報 特開２００４−３０４８４７号公報

しかしながら、従来技術では、マスク位置を設定するに際して、１つのフレーム画像の露出時間については考慮されていない。このため、例えば、フレーム画像のうち、必要のない領域にマスクを設定するなど、マスクすべき対象に対して精度良くマスク領域を設定できないおそれがあった。

この発明は、マスキング機能を有するカメラシステムにおいて、マスクすべき対象に対して精度良くマスク領域を設定する技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］カメラシステムであって、
所定の露光時間で１フレームの撮影画像を撮影するカメラと、
前記カメラの撮影範囲を変動させる撮影範囲変動部と、
前記撮影範囲の変動量を取得する変動量取得部と、
前記撮影画像に写る所定の対象を前記撮影画像上でマスクするためのマスク処理部と、
を備え、
前記マスク処理部は、
前記露光時間中の第１の時間における前記変動量に基づいて、第１の時間における前記所定の対象の撮影範囲に対する相対的な位置である第１の相対位置を算出する第１の位置算出部と、
前記露光時間中の第２の時間における前記変動量に基づいて、第２の時間における前記所定の対象の撮影範囲に対する相対的な位置である第２の相対位置を算出する第２の位置算出部と、
前記第１の相対位置と前記第２の相対位置とに基づいて、前記撮影画像上においてマスクするマスク領域を設定するマスク領域設定部と、
を備える、カメラシステム。
こうすれば、露光時間中の第１の時間におけるマスク対象の相対位置と、その露光時間中の第２の時間におけるマスク対象の相対位置とに基づいて、撮影画像上のマスク領域を設定する。この結果、撮影画像上のマスク対象に対して、精度良くマスク領域を設定することができる。

［適用例２］
適用例１に記載のカメラシステムにおいて、
前記第１の時間は、前記露光時間の開始時であり、
前記第２の時間は、前記露光時間の終了時である、カメラシステム。
こうすれば、露光時間の開始時におけるマスク対象の相対位置と、その露光時間の終了時におけるマスク対象の相対位置とに基づいて、撮影画像上のマスク領域を設定する。この結果、撮影画像上のマスク対象に対して、さらに精度良くマスク領域を設定することができる。

［適用例３］
適用例１または適用例２に記載のカメラシステムにおいて、
撮影範囲変動部は、前記撮影範囲を左右方向に移動させるパン回転機構を含み、
前記変動量取得部が取得する変動量は、前記パン回転機構の回転量を特定するための値である、カメラシステム。
こうすれば、露光時間中にパン回転動作をした場合において、撮影画像上のマスク対象に対して、精度良くマスク領域を設定することができる。

［適用例４］
適用例１ないし３のいずれかに記載のカメラシステムにおいて、
撮影範囲変動部は、前記撮影範囲を上下方向に移動させるチルト回転機構を含み、
前記変動量取得部が取得する変動量は、前記チルト回転機構の回転量を特定するための値である、カメラシステム。
こうすれば、露光時間中にチルト回転動作をした場合において、撮影画像上のマスク対象に対して、精度良くマスク領域を設定することができる。

［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれかに記載のカメラシステムにおいて、
撮影範囲変動部は、前記撮影範囲を拡大または縮小させるズーム機構を含み、
前記変動量取得部が取得する変動量は、前記ズーム機構の動作量を特定するための値である、カメラシステム。
こうすれば、露光時間中にズーム動作をした場合において、撮影画像上のマスク対象に対して、精度良くマスク領域を設定することができる。

［適用例６］
適用例１ないし適用例５のいずれかに記載のカメラシステムであって、
前記カメラは、複数のフレームの撮影画像を連続的に出力し、
前記マスク処理部は、前記複数のフレームの撮影画像の連続的な出力に同期して、各フレームの撮影画像に適した位置で前記マスク領域を設定する、カメラシステム。
こうすれば、１つのフレーム画像と、そのフレーム画像に対して合成するマスク領域の設定との間に遅延がないので、撮影画像上のマスク対象に対して、より精度良くマスク領域を設定することができる。

この発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、カメラシステムの制御装置などの装置発明や、カメラシステムの制御方法、マスキング機能を有するカメラシステムにおけるマスク領域の設定方法などの方法発明として実現することができる。また、この発明はこれらの方法をコンピュータに実現させるコンピュータプログラム、該コンピュータプログラムを記録した記録媒体などの形態で実現することができる。

Ａ．実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのカメラシステムの概略構成を示す説明図である。カメラシステム１０００は、カメラ１００と、カメラ１００を制御するコントローラ２００と、カメラ１００が撮影した画像を表示するためのモニタ３００と、を備えている。カメラ１００とコントローラ２００とは、ケーブルＣＡ１により通信可能に接続されている。コントローラ２００とモニタ３００とは、ケーブルＣＡ２により通信可能に接続されている。

図２は、カメラ１００のカバーを外した外観構成を示す図である。カメラ１００は、固定台１０１と、スリップリング１０２と、パン回転台１０３と、パンモータ１０４と、チルトモータ１０５と、チルト軸体１０６と、カメラ本体１１０と、を備えている。固定台１０１は、天井などの平面部に固定される。パン回転台１０３は、スリップリング１０２を介して、固定台１０１に接続されている。パン回転台１０３は、スリップリング１０２のリング中心を通るパン軸ＰＡＸを軸として、固定台１０１に対して回転（パン回転）可能である。パンモータ１０４は、パン回転台１０３が固定台１０１に対してパン回転するための動力を供給する。カメラ本体１１０は、チルト軸体１０６を介して、パン回転台１０３に接続されている。カメラ本体１１０は、チルト軸体１０６の軸方向と垂直な断面の中心を通るチルト軸ＴＡＸを軸として、パン回転台１０３に対して回転（チルト回転）可能である。チルトモータ１０５は、カメラ本体１１０がパン回転台１０３に対してチルト回転するための動力を供給する。

図３は、カメラシステム１０００の内部構成を示すブロック図である。カメラ本体１１０は、カメラヘッド１と、撮像素子２と、アナログフロントエンド回路（ＡＦＥ回路）３と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）４を含んでいる。カメラヘッド１は、図示しないズームレンズ、フォーカスレンズ、絞り機構、および、これらを動作させる動力を供給するズームモータ、フォーカスモータ、絞りモータ、を含む。撮像素子２は、カメラヘッド１のレンズを介して、撮像素子２の表面に結像された画像を、光電変換により、電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサが用いられる。ＡＦＥ回路３は、撮像素子２から出力された信号をディジタル信号に変換する回路であり、例えば、ＣＤＳ回路（相関２重サンプリング回路）、ＡＧＣ回路（ゲインコントロール・アンプ回路）、ＡＤＣ回路（アナログ／デジタルコンバータ）を含む回路である。タイミングジェネレータ４は、撮像素子２やＡＦＥ回路３を駆動するためのパルス信号を生成する。例えば、タイミングジェネレータ４は、後述するシャッターパルスを生成して、撮像素子２、および、後述するカメラＣＰＵ６、パンチルトＣＰＵ９に供給する。また、タイミングジェネレータ４は、撮像素子２からの信号の読み出しを指示する読み出しパルスを生成して、撮像素子２に供給する。タイミングジェネレータ４は、後述するＤＳＰが生成する垂直同期信号ＶＤに同期して、パルス信号を生成する。

コントローラ２００は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５と、カメラＣＰＵ６と、レンズモータドライバ７と、不揮発性メモリ８と、パンチルトＣＰＵ９と、パンドライバ１０と、チルトドライバ１１と、操作部１２を備えている。

ＤＳＰ５は、信号処理部５ａと、マスク生成部５ｂと、加算器５ｃとを含んでいる。信号処理部５ａは、ＡＦＥ回路３から受け取ったディジタル画像信号に、ホワイトバランス補正、コントラスト補正などの所定の画像処理を行って、画像処理後の画像信号を出力する。マスク生成部５ｂは、画像のうち、カメラＣＰＵ６から指示されたマスク領域の範囲をマスクするためのマスク画像信号を生成する。加算器５ｃにおいて、信号処理部５ａから出力された画像信号と、マスク画像信号とが合成され、最終的にモニタ３００に供給される画像信号が生成される。

カメラＣＰＵ６は、カメラ本体１１０の制御と共にカメラシステム１０００全体を制御するメイン制御装置である。カメラＣＰＵ６は、レンズモータドライバ７、不揮発性メモリ８と、ＤＳＰ５、パンチルトＣＰＵ９と、バスを介して、通信可能に接続されている。カメラＣＰＵ６は、マスク処理部６ａと、レンズ制御部６ｂと、マスキングデータメモリ６ｃと、第１ズーム位置メモリ６ｄと、第２ズーム位置メモリ６ｅを含んでいる。マスク処理部６ａは、サブモジュールとして、第１のマスク位置算出部Ｍ１と、第２のマスク位置算出部Ｍ２と、マスク領域設定部Ｍ３とを含んでいる。マスク処理部６ａが行う処理については、後述する。レンズ制御部６ｂは、カメラヘッド１のズーム位置、フォーカス位置、絞り位置を、所望の位置に制御するために、制御信号を生成してレンズモータドライバ７に送信する。マスキングデータメモリ６ｃは、後述するマスキング設定データを記憶するためのメモリである。第１および第２ズーム位置メモリ６ｄ、６ｅは、任意のタイミングのズーム位置を格納しておくためのメモリである。

レンズモータドライバ７は、レンズ制御部６ｂからの制御信号に従って、カメラヘッド１が備えるズームモータ、フォーカスモータ、絞りモータを動作させる。

不揮発性メモリ８は、カメラシステム１０００に対するユーザの設定情報など、電源オフ時に保持されるべき情報を記憶するためのメモリである。マスキング設定データは、マスキングデータメモリ６ｃに記憶されると共に、不揮発性メモリ８にも記憶される。一度マスキング設定データが利用者により設定されると、その後の電源投入時に、そのマスキング設定データが不揮発性メモリ８からマスキングデータメモリ６ｃに読み出される。

パンチルトＣＰＵ９は、パンチルト制御部９ａと、第１パン位置メモリ９ｂと、第２パン位置メモリ９ｃと、第１チルト位置メモリ９ｄと、第２チルト位置メモリ９ｅとを含んでいる。パンチルト制御部９ａは、カメラＣＰＵ６からの位置指定に従ってパン位置を所望の位置に制御するために、制御信号を生成してパンドライバ１０に送信する。パンチルト制御部９ａは、カメラＣＰＵ６からの位置指定に従ってチルト位置を所望の位置に制御するために、制御信号を生成してチルトドライバ１１に送信する。第１および第２のパン位置メモリ９ｂ、９ｃは、パンチルト制御部９ａが任意のタイミングのパン位置を格納しておくためのメモリである。第１および第２のチルト位置メモリ９ｄ、９ｅは、パンチルト制御部９ａが任意のタイミングのチルト位置を格納しておくためのメモリである。

パンドライバ１０は、パンチルト制御部９ａからの制御信号に従って、パンモータ１０４を動作させる。チルトドライバ１１は、パンチルト制御部９ａからの制御信号に従って、チルトモータ１０５を動作させる。これにより、カメラ本体１１０は、所望の方向を向く。

操作部１２は、利用者からの操作を受け付ける。操作部１２は、例えば、パン動作およびチルト動作の指示を受け付ける方向受付部（例えば、ジョイスティック、カーソルキー、マウス）、および、後述するマスキング設定を含む各種の設定、ズーム動作などの指示を受け付けるための操作キーを含む。

モニタ３００は、表示部３０１を備えている。表示部３０１は、液晶ディスプレイ、ブラウン管ディスプレイその他のディスプレイのいずれであっても良い。

図４は、マスキング機能について説明する図である。カメラシステム１０００は、マスキング機能を備えている。図４（ａ）では、利用者がマスク領域を設定する様子を示している。図４（ａ）では、パン位置、チルト位置、ズーム位置を固定した状態の撮影画面上において、２点ｐ１と、ｐ２を利用者が指定することによりマスク領域を設定している。設定されるマスク領域ＭＡは、指定された点ｐ１と点ｐ２を対角とする矩形領域である。設定されるマスク領域ＭＡは、矩形領域に限らず、円形であっても良いし、５角形、６角形などの他の多角形であっても良い。マスク領域ＭＡは、設定時の撮影画像上の被写体のうちの所定の対象を覆うように設定される。例えば、図４（ａ）では、家ＳＵを含む矩形の対象をマスクするようにマスク領域ＭＡが設定されている。マスク領域ＭＡが設定されると、マスク対象は、たとえば、表示部３０１に表示される画像において、一定の色の画素に置換される。たとえば、白色の画素や黒色の画素がマスク対象のマスクに使用される。

マスク領域ＭＡの設定後に撮影範囲を変動させると、マスク対象の撮影範囲に対する相対的な位置も変動する。この変動に合わせてマスク領域ＭＡも変動する。マスク対象は、撮影範囲の変動後も、表示部３０１上においてマスクされる。例えば、マスク領域ＭＡの設定後にパン動作をすると、図４（ｂ）に示すように、マスク対象の撮影範囲に対する相対的な位置は、左右方向に移動する。それに合わせてマスク領域ＭＡも左右方向に移動する。その結果、マスク対象は、パン動作後も、表示部３０１上においてマスクされる。図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、チルト動作およびズーム動作を行った場合も同様である。

図５は、カメラシステム１０００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図５には、垂直同期信号ＶＤと、シャッターパルスＳＨと、露光量ＥＸと、パン角度θと、チルト角度φと、ズーム位置Ｋとが示されている。パン角度θは、チルト角度φ、ズーム位置Ｋは、それぞれ、パン位置、チルト位置、ズーム位置を表す値である。これらの位置は、基準位置からの撮影範囲の変動量を表す値である。

垂直同期信号ＶＤは、１つのフィールドＦＬＤの区切りを表すパルス信号である。本実施例では、１つのフィールドＦＬＤごとに１フレームの撮影画像を出力する。１つのフィールドＦＬＤの期間は、例えば、６０分の１秒である。以下、説明の基準とするｎ番目のフィールドをフィールドＦＬＤ（ｎ）と呼ぶ。例えば、フィールドＦＬＤ（ｎ）の１つ後のフィールドをフィールドＦＬＤ（ｎ+１）と呼び、フィールドＦＬＤ（ｎ）の１つ前のフィールドをフィールドＦＬＤ（ｎ−１）と呼ぶ。

シャッターパルスＳＨは、１つのフィールドＦＬＤ期間のうち、撮像素子２の表面に露光する露光時間を定める信号である。シャッターパルスＳＨがハイレベルである期間が露光期間であり、ローレベルである期間が露光されない期間である。例えば、フィールドＦＬＤ（ｎ）では、時間Ｔ_１から時間Ｔ_２までが露光時間である。ここで示すシャッターパルスＳＨの形態は一例であり、他の形態であっても良い。例えば、ローレベルであるときが露光期間を表すシャッターパルスであっても良いし、露光時間の開始時間と終了時間とに、短いパルス信号を含むシャッターパルスであっても良い。

フィールドＦＬＤ（ｎ）における動作を説明すると、時間Ｔ_０から時間Ｔ_１までの間は、撮像素子２はリセットされ、撮像素子２のフォトダイオードには、電荷は蓄積されない。時間Ｔ_１において、シャッターパルスＳＨがハイレベルになると、撮像素子２のフォトダイオードは、露光量に応じた電荷の蓄積を開始する。また、時間Ｔ_１において、レンズ制御部６ｂは、時間Ｔ_１におけるズーム位置Ｋ_１を第１ズーム位置メモリ６ｄに格納する。パンチルト制御部９ａは、時間Ｔ_１におけるパン角度θ_１を第１パン位置メモリ９ｂに、チルト角度φ_１を第１チルト位置メモリ９ｄに、それぞれ格納する。

時間Ｔ_２の直前に撮像素子２にはタイミングジェネレータ４からの読み出しパルスが供給され、撮像素子２は、フォトダイオードに蓄積された電荷のＡＦＥ回路３への転送を開始する。時間Ｔ_２において、シャッターパルスＳＨがローレベルになると、撮像素子２はリセットされる。また、時間Ｔ_２において、レンズ制御部６ｂは、時間Ｔ_２におけるズーム位置Ｋ_２を第２ズーム位置メモリ６ｅに格納する。パンチルト制御部９ａは、時間Ｔ_２におけるパン角度θ_２を第２パン位置メモリ９ｃに、チルト角度φ_２を第２チルト位置メモリ９ｅに、それぞれ格納する。

フィールドＦＬＤ（ｎ）において撮像素子２のフォトダイオードに蓄積された電荷は、フィールドＦＬＤ（ｎ＋１）においてＡＦＥ回路３に転送される。また、フィールドＦＬＤ（ｎ＋１）においてＡＦＥ回路３に転送されたアナログ信号は、同じフィールドＦＬＤ（ｎ＋１）においてＡＦＥ回路３でディジタル信号に変換されてＤＳＰ５の信号処理部５ａに供給される。

カメラＣＰＵ６のマスク処理部６ａは、フィールドＦＬＤ（ｎ＋１）において、フィールドＦＬＤ（ｎ）で露光されたフレーム画像信号と重畳するためのマスク領域の位置を算出するマスク位置算出処理を実行する。

図６は、マスク位置算出処理の処理ステップを示すフローチャートである。ステップＳ１０では、マスク処理部６ａは、時間Ｔ_１におけるパン角度θ_１とチルト角度φ_１とズーム位置Ｋ_１とを、それぞれ、第１パン位置メモリ９ｂ、第１チルト位置メモリ９ｄ、第１ズーム位置メモリ６ｄから取得する。ステップＳ２０では、マスク処理部６ａは、時間Ｔ２におけるパン角度θ_２と、チルト角度φ_２と、ズーム位置Ｋ_２とを、それぞれ、第２パン位置メモリ９ｃ、第２チルト位置メモリ９ｅ、第２ズーム位置メモリ６ｅから取得する。

ステップ３０では、マスク処理部６ａの第１のマスク位置算出部Ｍ１は、時間Ｔ_１におけるマスク対象位置Ｍ（Ｔ_１）を算出する。マスク対象位置Ｍ（Ｔ）は、所定の時間Ｔにおけるマスク対象の撮影範囲に対する相対的な位置である。

図７は、パンチルト座標を説明する図である。パンチルト座標は、（パン角度θ、チルト角度φ）で表される。パンチルト座標は、座標系の中心点Ｏを通る直線と、中心点Ｏを中心とする半径ｒの球ＢＡとの交点を表す座標である。点Ｐは、光軸ＯＡＸと球ＢＡとの交点であり、パンチルト座標は（θ_０、φ_０）である。図７からわかるように、パン回転軸は、Ｚ軸である。光軸ＯＡＸおよびチルト軸ＴＡＸは、パン回転によって回転する。チルト軸ＴＡＸは、Ｘ−Ｙ平面（パン平面）上に存在する。線ＦＡＸは、チルト軸ＴＡＸを軸にチルト動作をした場合に、光軸が移動する平面とＸ−Ｙ平面との交線である。すなわち、線ＦＡＸとＺ軸とを含む平面上に光軸ＯＡＸは存在する。ここで、マスク対象位置Ｍ（Ｔ）の頂点をＱとし、Ｑのパンチルト座標を（θ_ｎ、φ_ｎ）とする。

図８は、カメラ座標を説明する図である。カメラ座標は、原点Ｏを視点として、被写体を投影面ＰＳに透視投影した場合におけるＰＳ上の点の位置を表す座標である。カメラ座標は（α、β）で表される。αは、光軸OＰとの水平角度であり、βは光軸ＯＰとの垂直角度である。図８は、カメラ座標を説明する図である。図８において、Ａはカメラの水平半画角を表し、Ｂはカメラの垂直半画角を表す。水平半画角Ａは、ズーム位置Ｋに対応している。具体的には、ズーム位置Ｋが定まると、焦点距離が定まり、撮像素子２の結像面の大きさから水平半画角Ａおよび垂直半画角Ｂが一意に決定される。図７における点Ｑの投影面ＰＳ上の点ｑのカメラ座標を（α_ｎ、β_ｎ）とする。

図９は、モニタ座標を説明する図である。モニタ座標の座標系は、表示部３０１の画素数により異なり、例えば、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array：水平１０２４×垂直７６８）のモニタであれば、（Ｘ、Ｙ）（−５１６≦Ｘ≦＋５１６、−３８４≦Ｙ≦＋３８４）の平面座標系が用いられる。ここで水平方向の画素数を２Ｗ、垂直方向の画素数を２Ｈとする。

以上の説明からわかるように、モニタ座標と、カメラ座標と、パンチルト座標とを、周知の式を用いて適切に変換することにより、マスク対象位置Ｍ（Ｔ）を算出することができる。

図１０は、パンチルト座標からカメラ座標への変換例を示す図である。例えば、パンチルト座標における点Ｑ（θ_ｎ、φ_ｎ）に対応するカメラ座標の点をｑ（α_ｎ、β_ｎ）とする。すると、α_ｎ＝角ＳＯＱ、β_ｎ＝角ＰＯＳである。ここで、点Ｓは、Ｑをチルト平面に垂直投影した点である。チルト平面は、チルト軸ＦＡＸとＺ軸とを含む平面である。これらの角度は、点Ｑをパン平面に垂直投影した点Ｒ、点Ｓをパン平面に垂直投影した点Ｔの座標を用いた式により計算できる。

図６に戻って説明を続ける。マスキングデータメモリ６ｃに記憶されるマスキング設定データは、マスク対象を特定する点を設定時の撮影範囲におけるパンチルト座標で表した情報を含む。マスク対象を特定する点は、マスク対象が矩形である本実施例では、例えば、図４（ａ）における点ｐ１およびｐ２である。時間Ｔ_１におけるパン角度θ_１、チルト角度φ_１を光軸ＯＡＸとし、時間Ｔ_１におけるズーム位置Ｋに対応する水平半画角Ａとして、点ｐ１、ｐ２のモニタ座標を算出すれば、時間Ｔ_１におけるマスク対象位置Ｍ（Ｔ_１）を算出することができる。

ステップＳ４０では、マスク処理部６ａの第２のマスク位置算出部Ｍ２は、時間Ｔ_２におけるマスク対象位置Ｍ（Ｔ_２）を算出する。算出手法は、ステップＳ３０におけるマスク対象位置Ｍ（Ｔ_１）の算出手法と同様である。ステップＳ５０では、マスク対象位置Ｍ（Ｔ_１）と、マスク処理部６ａのマスク領域設定部Ｍ３は、マスク対象位置Ｍ（Ｔ_２）とに基づき、マスク領域ＭＡの範囲が設定する。

図１１は、マスク領域ＭＡの範囲の設定について示す図である。マスク領域ＭＡは、マスク対象位置Ｍ（Ｔ_１）の４つの頂点とマスク対象位置Ｍ（Ｔ_２）の４つの頂点のうち、外側の６つを用いた６角形形に設定される。マスク領域ＭＡの範囲が設定されると、マスク位置算出処理は終了される。

フィールドＦＬＤ（ｎ＋１）において、マスク位置算出処理が行われると、設定されたマスク領域ＭＡの位置は、マスク生成部５ｂに通知される。

フィールドＦＬＤ（ｎ＋２）では、フィールドＦＬＤ（ｎ）で露光されたフレーム画像のディジタル信号が信号処理部５ａによって所定の画像処理が施されて出力される。また、フィールドＦＬＤ（ｎ＋２）では、マスク生成部５ｂは、マスク処理部６ａから通知されたマスク領域ＭＡの位置を覆うように、マスク画像を現すマスク画像信号を生成して、出力する。

フィールドＦＬＤ（ｎ＋３）では、信号処理部５ａから出力されたフレーム画像信号と、マスク生成部５ｂから出力されたマスク画像信号とが、加算器５ｃにより重畳された画像信号がモニタ３００に供給される。このように、フィールドＦＬＤ（ｎ）において露光されたフレーム画像の信号と、フィールドＦＬＤ（ｎ）における露光時間を考慮して定められたマスク領域ＭＡの画像信号が、互いに遅延することなく、同一のタイミングでフィールドＦＬＤ（ｎ＋３）において出力される。

なお、当然であるが、フィールドＦＬＤ（ｎ＋１）で露光されたフレーム画像の信号はフィールドＦＬＤ（ｎ＋４）で、フィールドＦＬＤ（ｎ＋２）で露光されたフレーム画像の信号はフィールドＦＬＤ（ｎ＋５）で、それぞれ対応するマスク領域ＭＡと重畳されて出力される。

以上説明した本実施例によれば、露出時間の開始時間Ｔ_１におけるマスク対象位置Ｍ（Ｔ_１）とマスク対象位置Ｍ（Ｔ_２）とに基づいてマスク領域ＭＡの位置を設定する。この結果、マスク対象がモニタ３００に映し出されることを避けつつ、マスク対象以外の部分はなるべくモニタ３００に写しださせるように、精度良く、マスク領域ＭＡの位置を設定できる。特に、パン動作、チルト動作、ズーム動作により、１フレーム画像における撮影範囲の変動が大きいときに効果が大きい。

図１２は、比較例におけるマスク領域ＭＡ１およびマスク領域ＭＡ２を示す図である。比較例では、露出時間の開始時間Ｔ_１時のパン角度θ、チルト角度φ、ズーム位置Ｋのみに基づいて、マスク領域を設定している。マスク領域ＭＡ１のように、小さなマスク領域を設定すれば、露出時間の終了時間Ｔ_２付近で露光されたマスク対象ＳＵ（Ｔ_２）が見えてしまう。また、マスク領域ＭＡ２のように、大きなマスク領域を設定すれば、マスク対象は見えないものの、マスク対象以外の部分も見えなくなってしまう。本実施例では、そのような不都合を避け、精度良く、マスク領域ＭＡを設定できる。

また、シャッター速度が速いとき（露光時間が短いとき）であっても、シャッター速度が速いとき（露光時間が短いとき）であっても、シャッター速度に応じて、適切な大きさのマスク領域ＭＡをフレーム画像ごとに設定することができる。さらに、シャッター速度（露出時間）を検出するための特別な回路を設ける必要もない。

Ｂ．変形例：
・第１変形例：
上記実施例では、露出時間の開始時間Ｔ_１と、終了時間Ｔ_２において、マスク対象位置Ｍを算出しているが、これに代えて、露出時間中の他の２つの時刻において、マスク対象位置Ｍを算出しても良い。実施例のように露出時間の開始時間Ｔ_１と終了時間Ｔ_２におけるマスク対象位置Ｍを考慮すると、他の中間の２つの時刻を考慮するより、マスク領域ＭＡの設定精度が向上する。

・弟２変形例：
上記実施例では、露出時間の開始時間Ｔ_１と、終了時間Ｔ_２において、マスク対象位置Ｍを算出しているが、２つの時刻だけでなく、３つの時刻においてマスク対象位置Ｍを算出しても良い。例えば、さらに、開始時間Ｔ_１と終了時間Ｔ_２との中間の時間Ｔ_３のマスク対象位置Ｍ（Ｔ_３）を算出して、３つのマスク対象位置Ｍ（Ｔ_１）、Ｍ（Ｔ_２）、Ｍ（Ｔ_３）に基づいて、マスク領域ＭＡの位置を設定しても良い。

・弟３変形例：
上記実施例では、露光時間の開始時間Ｔ_１と、終了時間Ｔ_２のタイミング検出として、シャッターパルスＳＨを用いたが、これ以外の方法でも実現できる。例えば、シャッターパルスＳＨは、垂直同期信号ＶＤに同期し、カメラＣＰＵ６が設定するシャッター速度に基づいて生成される。このため、カメラＣＰＵ６は、シャッター速度があらかじめ解っている。このため、カメラＣＰＵ６は、シャッターパルスＳＨに頼ることなく、垂直同期信号ＶＤに同期して露光時間の開始時間Ｔ_１と、終了時間Ｔ_２のタイミングを認識しても良い。

・弟４変形例：
上記実施例では、マスク生成部５ｂが生成するマスク画像は、白色または黒色の画素で形成された単色画像であるが、これに変えて、マスク画像は所定の模様、例えば、市松模様の画像であっても良い。また、マスク画像は、マスク対象の画像にモザイク処理を施した画像であっても良い。本明細書において、領域をマスクするとは、画像における所定領域を単色画像にすること、所定の模様の画像にすること、モザイク処理した画像にすることを少なくとも含む。換言すれば、マスク処理とは、元の画像を難視化する処理（視認しにくくする処理）を意味している。

・弟５変形例：
上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしても良い。

以上、本発明の実施例および変形例について説明したが、本発明はこれらの実施例および変形例になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様での実施が可能である。

本発明の一実施例としてのカメラシステムの概略構成を示す説明図。 カメラのカバーを外した外観構成を示す図。 カメラシステムの内部構成を示すブロック図。 マスキング機能について説明する図。 カメラシステムの動作を説明するためのタイミングチャート。 マスク位置算出処理の処理ステップを示すフローチャートである。 パンチルト座標を説明する図。 カメラ座標を説明する図。 モニタ座標を説明する図。 パンチルト座標からカメラ座標への変換例を示す図。 マスク領域の範囲の設定について示す図。 比較例におけるマスク領域を示す図。

符号の説明

１...カメラヘッド
２...撮像素子
３...ＡＦＥ回路
４...タイミングジェネレータ
５...ＤＳＰ
５ａ...信号処理部
５ｂ...マスク生成部
５ｃ...加算器
６...カメラＣＰＵ
６ａ...マスク処理部
６ｂ...レンズ制御部
６ｃ...マスキングデータメモリ
６ｄ...第１ズーム位置メモリ
６ｅ...第２ズーム位置メモリ
７...レンズモータドライバ
８...不揮発性メモリ
９...パンチルトＣＰＵ
９ａ...パンチルト制御部
９ｂ...第１パン位置メモリ
９ｃ...第２パン位置メモリ
９ｄ...第１チルト位置メモリ
９ｅ...第２チルト位置メモリ
１０...パンドライバ
１１...チルトドライバ
１２...操作部
１００...カメラ
１０１...固定台
１０２...スリップリング
１０３...パン回転台
１０４...パンモータ
１０５...チルトモータ
１０６...チルト軸体
１１０...カメラ本体
２００...コントローラ
３００...モニタ
３０１...表示部
１０００...カメラシステム

Claims (7)

1. カメラシステムであって、
   所定の露光時間で１フレームの撮影画像を撮影するカメラと、
   前記カメラの撮影範囲を変動させる撮影範囲変動部と、
   前記撮影範囲の変動量を取得する変動量取得部と、
   前記撮影画像に写る所定の対象を前記撮影画像上でマスクするためのマスク処理部と、
   を備え、
   前記マスク処理部は、
   基準時間における前記変動量と、前記基準時間における前記所定の対象の撮影範囲に対する相対的な位置である基準相対位置と、前記基準時間より後の時間であって、前記露光時間中の第１の時間における前記変動量に基づいて、前記第１の時間における前記所定の対象の撮影範囲に対する相対的な位置である第１の相対位置を算出する第１の位置算出部と、
   前記基準時間における前記変動量と、前記基準相対位置と、前記第１の時間と同じフレームの前記露光時間中であって、前記第１の時間より後の第２の時間における前記変動量に基づいて、前記第２の時間における前記所定の対象の撮影範囲に対する相対的な位置である第２の相対位置を算出する第２の位置算出部と、
   前記第１の相対位置と前記第２の相対位置とに基づいて、前記撮影画像上において前記第１の相対位置における前記所定の対象と前記第２の相対位置における前記所定の対象の両方をマスクするマスク領域を設定するマスク領域設定部と、
   を備える、カメラシステム。
2. 請求項１に記載のカメラシステムにおいて、
   前記第１の時間は、前記露光時間の開始時であり、
   前記第２の時間は、前記露光時間の終了時である、カメラシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載のカメラシステムにおいて、
   撮影範囲変動部は、前記撮影範囲を左右方向に移動させるパン回転機構を含み、
   前記変動量取得部が取得する変動量は、前記パン回転機構の回転量を特定するための値である、カメラシステム。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のカメラシステムにおいて、
   撮影範囲変動部は、前記撮影範囲を上下方向に移動させるチルト回転機構を含み、
   前記変動量取得部が取得する変動量は、前記チルト回転機構の回転量を特定するための値である、カメラシステム。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のカメラシステムにおいて、
   撮影範囲変動部は、前記撮影範囲を拡大または縮小させるズーム機構を含み、
   前記変動量取得部が取得する変動量は、前記ズーム機構の動作量を特定するための値である、カメラシステム。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のカメラシステムであって、
   前記カメラは、複数のフレームの撮影画像を連続的に出力し、
   前記マスク処理部は、前記複数のフレームの撮影画像の連続的な出力に同期して、各フレームの撮影画像に適した位置で前記マスク領域を設定する、カメラシステム。
7. カメラシステムの制御方法であって、
   前記カメラシステムは、
   所定の露光時間で１フレームの撮影画像を撮影するカメラと、
   前記カメラの撮影範囲を変動させる撮影範囲変動部と、
   を有し、
   前記制御方法は、
   （ａ）基準時間における前記撮影範囲の変動量である基準変動量と、前記基準時間における所定の対象の撮影範囲に対する相対的な位置である基準相対位置と、を取得する工程と、
   （ｂ）前記基準時間より後の時間であって、前記露光時間中の第１の時間における前記撮影範囲の第１の変動量を取得する工程と、
   （ｃ）前記第１の時間と同じフレームの前記露光時間中であって、前記第１の時間より後の第２の時間における前記撮影範囲の第２の変動量を取得する工程と、
   （ｄ）前記基準変動量と、前記基準相対位置と、前記第１の変動量に基づいて、前記第１の時間における所定の対象の撮影範囲に対する相対的な位置である第１の相対位置を算出する工程と、
   （ｅ）前記基準変動量と、前記基準相対位置と、前記第２の変動量に基づいて、前記第２の時間における前記所定の対象の撮影範囲に対する相対的な位置である第２の相対位置を算出する工程と、
   （ｆ）前記第１の相対位置と前記第２の相対位置とに基づいて、前記撮影画像上において前記第１の相対位置における前記所定の対象と前記第２の相対位置における前記所定の対象の両方をマスクするマスク領域を設定する工程と、
   を備える、制御方法。

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